Amabatiri ya lithium ion mu cine cine "tapanga" amaka mu nshila abantu abengi batontonkanyapo pali ici. Ico bacita ni co basunga amaka ya malaiti ukupitila mu kwasuka kwa malaiti ukwabweluluka, lyena ukuyafumyapo ilyo umuputule wa kunse ulefwaya amaka ya nomba. Ukukansana pali ici kulaisa sana mu filonganino fya kupanga, maka maka ilyo umuntu ale-esha ukupima ubukulu bwa battery pa muku wa kubalilapo.
Ifintu fibili filacitika ilyo balefumya mu cipatala. Icakubalilapo, ama ion ya lithium yafuma ku cipimo ca malaiti icabipa (anode) ukupitila mu cipimo ca malaiti icabipa (anode) ukupitila mu cipimo ca malaiti icabipa (cathode). Ica bubili, ama electron yapita mu ciputulwa ca kunse ukufuma ku anode ukuya ku cathode, ukubomba umulimo uwacindama. Ilyo mule-esha, mulebweseshamo inshila ukupitila mu kubomfya amaka ya kunse ayapatikisha ama-ion na ma-electron ukupita mu nshila imbi.
Amaka ya maka ayo umubili upanga yashintilila fye pa fintu ifyo mwasalapo na maka yabo aya maka. Iciputulwa icipya icaikala pa cipuna ukwabula umutolo cikalalanga amaka ya ciko ayaisuka -aciputulwa ca citungu -ilingi line ukushinguluka 3.6 ukufika kuli 3.7V ku ma kemikali ayengi aya lithium ion, nangula iyi impendwa ileenda ukushinguluka ukulingana ne mibele ya citungu no kukaba. Nga mwabika umutolo no kutendeka ukukopa amaka, amaka ya mulilo yalacepa pa mulandu wa kukaana kwa mukati. Ukufika apo cipoosa kulamweba ifingi pa lwa bumi bwa cipindami.
Ifyakutendekelako ifya kemikali ya maselo
Ama cell yonse aya lithium ion yakwata inshila imo ine iya kubombelamo, lelo imipangile ya kemikali yalipusana nga nshi. Icipe ca cathode cipingula imibele ya mibombele ya maselo-ubufuuke bwa maka, amaka ya maka, ubumi bwa muputule, ukushintilila kwa mucinshi, no mutengo.
Ama cathode aya oxide ayabikwa pamo yali kemikali ya kubalilapo iya makwebo. Sony alibabikile mu 1991 na LiCoO2 (umulilo wa lithium cobalt), uucili ulebomfiwa mu fyakubomfya ifyakupangapanga apo ubukulu bwa maka bwacindama ukucila umutengo nangu imipaka ya bucingililo. Iyi mishipa ilapaka mupepi na 150-200 Wh/kg pa mulingo wa mishipa. Cobalt yalicindama nangu ni fyo, kabili imipangile ya iko tayashintilila ukucila pa madigili 150. Twalimona ukubutuka kwa mucinshi ukutendeka pa kukaba ukwacepako ukufika ku madigiri 130 mu maselo ayabomfiwa ububifi.
Ukucincimusha kwakucingililwa bwino no kucefyako umutengo kwalengele LiMn2O4 (umulimo wa manganese) pakati ka myaka ya ba 1990. Manganese ali uwacepa kabili umusango wa mushipa walishintilila sana. Aya maselo tayakabutuke mpaka wacila pa madigiri 250. Ukucimfyanya? Ukufuuta kwa maka kulacepa ukufika kuli 100-120 Wh/kg, kabili manganese ilasunguluka mu nshita, maka maka pa kukaba ukwakulisha. Ubumi bwa nshita bulacula-mulemona napamo inshita 300-700 ilyo amaka tayalacepa pe samba lya 80%.
LiFePO4 (umuti wa cimuti ca litiamu) yalimoneke mupepi na 2001 kabili yapilibwile ukulanshanya kwa kucingililwa. Umusango wa olivine ni libwe-ilyakosa mu kupya; ukubutuka kwa mupepo takucitika ukufika pa muulu wa madigiri 270 , kabili nangu ni lilya takwaba ukwa bukali. Ubumi bwa mipepele bwalicilapo-2,000+ imipepele ukufika kuli 80% amaka yalinga, kabili ama cell yamo yalikweshiwa ukucila pa mipepele 5,000. Icabipa ca maka: fye 3.2V iyalinga, kabili amaka ya maka yafika kuli 90-120 Wh / kg. Kabili, imibele ya buteko bwa phosphate yali iya busanso pa myaka iingi.
NMC (umushili wa mulilo) na NCA (umulilo wa mulilo) fyasangilwe nga "ifyalinga" ifya kemikali. 111, 532, 622, na 811 apo amanambala yalalanga ifyakupangapanga ifyakupangapanga kuti mwakonkanyapo ukubomba bwino. Iciputulwa ca nickel icakulisha cisuntinkanya ubufumo bwa maka ukufika kuli 200-250 Wh/kg lelo pa mutengo wa kucingililwa kwa mucinshi no mweo wa ciputulwa. Amaselo ya NMC 811 kuti yafika pa 250 Wh/kg lelo yalekabila ukusakamana kwa mucinshi ukwacilapo.
Pa lubali lwa anode, umushili wa graphite wali uwalinga ukufuma pa bushiku bwa kubalilapo. Ukufikapo kwa 372 mAh / g, kabili ama cell ya makwebo ilingi line yafika kuli 340-360 mAh / g. Litiamu ilasangwa pakati ka fipimfya fya graphene ilyo balebika, ukukulisha ubukulu bwa graphite ukufika kuli 10%. Uku kusakamana kwa makanika kulalenga amaka ukucepa pa kwenda pa njinga.
Ama anode ya silikoni yali "icintu cikalamba icakonkapo" pa myaka nalimo ikumi limo na isano nomba. Ukucila pa miku ikumi iya graphite. Ubwafya bwa kuti, silikoni ilakulilako ukufika kuli 300% ilyo yasuntinkanya umulilo. Ici ciputula anode pa numa ya mipepele iinono. Enshila sha nomba shibomfya silikoni -ukusankanya kwa silikoni ilingi line pe samba lya 10% ukusunga ukukulilako ukwakonkwa. Nangu cibe fyo, ukuloba kwa maka ukwa kubalilapo ukwabula ukubweluluka kulapita 15% mu fipimo fya silikoni ukucila 5-10% ku graphite iya busaka.
Ukupanga Ama cell na Imipangilwe
Ama cell ayapala umutuntulu kuti pambi yaba efyo abantu abengi batontonkanya ilyo baletontonkanya "amabatiri." Umusango wa 18650 (ubutali bwa 18mm, ubutali bwa 65mm) waishileba konse konse panuma ya bapanga ama laptop ukucibika mu cipimo mu kubangilila kwa ba 2000. Tesla alishibikwe ukubomfya amakana ya bene mu musebo wa kubalilapo. 18650 amaka ya 2,000-3,500 mAh ukulingana ne fyakupangapanga kabili nga ca kuti mulebomfya bwino amaka nelyo amaka.
Iciputulwa cipya ica 21700 (21mm × 70mm) ico Tesla na Panasonic bapangiile pamo cipeela amaka ukucila pali 50% pa cipimo cimo cimo-4,000-5,000 mAh caishibikwa nomba. Ubutali ubukulu bulakulisha umusango wa fipe ifibomba ku fipe ifishabomba (abalonganika nomba, kuti, ifibombelo fyakucingilila), ukuwamya ubufuuke bwa maka pa mulingo wa pack. Imitantikile ya kupanga yali no kubweshiwamo, icintu cimo ica mulandu ukusumina kwasendele inshita.
Ama cell ya prismatic yafumine ku kufwaya kwa bapanga amamotoka ukwa kubomfya bwino umuulu. Mu cifulo ca kuzusha akabokoshi na masilinda no kushiya icifulo conse icabulamo, mupanga ama cell ayalungatana ayalonganika bwino. Amaselo ya mishipa aya musango wa motoka yatendeka ukufuma pali 20Ah ukufika kuli 100Ah. Ifi fyayanguka ukubomfya pa kufimba - ukufuma ku mimwene ya kufimba pantu kuti wabika ifipe fya kufimbilikisha ukulungama ku mbali shapapatala. Icabipa ca kuti uli na mani yobe yonse mu fipe ifinono-nga ca kuti umuputule umo uwa prismatic waonaika, ulaonaula amaka ayengi ukucila nga ca kuti umuputule umo uwa cipimo cimo uwa muputule waonaika.
Ama cell ya pouch yatwala umuntontonkanya wa kubomfya bwino umuputule ukutwala pa ntanshi ukupitila mu kufumyapo icuma conse. Iciputulwa ca nshita cishingulwikwa mu cipe ca aluminiamu icayanguka. Ici cipususha napamo 10{4}}15% ubukata ukucila pa cipe ca prismatic, kabili umusango wa ciko waliyanguka nga nshi-kuti mwafipanga ubukulu ubuli bonse nangu imimonekele iyo ububomfi bulefwaya. Abapanga ama EV balafitemwa pantu kuti mwafibika fye mu fipe fya kufimbilikisha. Ukucepelwa kwa makanika: balakabila ukukakatika kwa kunse ku kucingilila ukuputuka kwa electrode ilyo baleenda pa njinga, kabili balaonaika bwangu.
Ifyakupangapanga ifyakupatulula
Umuputule wa kupaatulako taupokelela ukusakamana kwakulisha, lelo mu kukansana e ciputulwa ca kucingililwa icacindama nga nshi. Ici ciputulwa icacepa (16{3}}25 μm ilingi line) icakwata amabumba icisunga anode na cathode ukufuma ku kukumya lintu cilesuminisha ama ion ya lithiamu ukupitamo. Abalepaatulako aba kubalilapo bali ni ciputulwa cimo ica muputule umo (PE) nelyo umuputule wa muputule umo (PP).
Abapusanapusana aba nomba line ababomba bwino balabomfya imipangile ya fiputulwa fitatu, ilingi line PP/PE/PP. Iciputulwa ca PE cili no kusunguluka kwacepako (amadigri 135 ) ukucila PP (amadigiri 165 ). Nga ca kuti umubili wa muntu watendeka ukutenta ukucilapo, PE ilasunguluka no kwisula mu fipindami, ukufunga ukutwala kwa ionic ilyo ukutenta takulafika pa fipimo fyabipisha. Ici ciitwa ukucimfya kwa mucinshi, kabili e mushinku obe uwa kulekelesha uwa kucingililwa ilyo umulilo taulabutuka.
Ifyakupatulula ifyafimbwa ifya ceramic-filundako umupaka umbi uwa bucingililo. Iciputulwa icacepa (2-4 μm) ica alumina nelyo ifintu fimbi ifya ceramic pa mbali imo nelyo shonse shibili isha kupaatulako cisunga ubufumacumi bwa mipangilwe nangu ca kuti umuputule wa fimuti wasunguluka. Ici cifimbapo calikwata amabumba ayasuma icakuti ukutwala kwa ionic kulatwalilila, lelo cilacingililako umulilo ukufuma ku kucefyako -ukushinguluka nangula pa kukaba ukucila pa madigiri 150 . Ubwafya bwaba ni mutengo-ifyakupangapanga-ifyakupatulula ifyafimbwapo ifipita 2-3× umutengo wafiputulwa ifyalinga-necipimo icakulishako panono.
Ubufuuke ilingi line bupita 40{5}}50%. Ukucepa nga nshi kabili ukukaana kwa ionic kulaya pa mulu, ukucefyako amaka ya maka. Ukucilapo ukukulisha kabili amaka ya makanika yalacula. Ukusabankanya ubukulu bwa pore na ko kwalicindama; nambala ya Gurley (ukufwailisha kwa mupashi) ni spec iyalinga. Abaputula abengi aba musango wa EV balafwaya amasekondi 200-400 / 100cc.
Ukupanga Amalaiti ne Filundwako
Amafuta ya mulilo aya mu cipe ca lithiamu yalikosa ukucila ifyo mwingatontonkanya. Ukupanga umushili ilingi line ni umucele wa litiamu ({1}}LiPF6 (umucele wa litiamu) mu 95%+ iya maselo-ayasungululwa mu kusakanisha kwa fimenwa ifya mweo. Ifintu ifibomfiwa sana ifyakusungusha fisanshamo ifyakupangapanga ifyakupangapanga (EC), ifyakupangapanga ifyakupangapanga (DMC), ifyakupangapanga ifyakupangapanga ifyakupangapanga (DEC), na ifyakupangapanga ifyakupangapanga ifyakupangapanga (EMC).
Ukusansa kwa LiPF6 ilingi line kuba mupepi na 1.0 ukufika kuli 1.2 M (umusambo). Ukubika sana amano kulawamya ukupita kwa ionic ukufika ku cipimo cimo, lelo ukucila pali 1.3 M nelyo ukucilapo mutendeka ukupoka umucele pa nshita ya kucefyako ukutenta. LiPF6 ili na mafya -yaumfwika kabili ilatendeka ukubola ukucila pa madigiri 60 -lelo inshila shimbi nga LiBOB nangu LiFSI tashacifumyapo nomba pa mulandu wa mutengo nangu fimbi ifyakushita.
Ukusankanya kwa carbonate ukwasungulula kulakonkanishiwa ku kubomfya. EC ili na maka ayakulisha kabili ayasuma aya kupanga SEI, lelo ilatonta pa madigiri 36. Mufwile ukucisankanya ne fyakubomfya ifyacepako nga DMC nangu EMC pakusunga imibombele iyacepako iyakutenta. Ukupanga ukwalinga kuti kwaba EC:DMC 1:1 ukulingana no bukulu, nangu EC:EMC 3:7. Imitantikile ya cine cine yalikwata umwine kabili yalicingililwa bwino bwino.
Ifyalundwako e ko amalele ya cine cine aya kemikali yacitika. Amafuta ya nomba line yalikwata 2-5% ukulingana no bupiina bwa fyakusanshamo ifyapusanapusana ifipilibula ukupanga kwa SEI, ukucingilila ukucilapo ukulipila, ukucingilila ukupanga umulilo, nangu ukuwamya ukushintilila kwa mucinshi ukwakulisha. Iciputulwa ca nshita ica VC pa 1-2% cili mupepi na konse konse ku kuwamya ubusuma bwa SEI pa fipimo fya mabwe. Iciputulwa ca nshita (FEC) cibomba bwino ku fipe ifikwata silikoni. Iyi misango ilacefyako mu nshita ya kutendekelako ukushaja, ukupanga icakucingilila pa anode iyo itwala ion lelo iyacingilila.
Ifyakubikako ifyakucingilila ukucilapo nga biphenyl nangu cyclohexylbenzene filatendeka ukuwamya ukushinguluka 4.5V, ukupanga umusebo wa mukati uulecingilila amaka ukufuma ku kukwela ukucilisha. Ici cilamupeela ubucingililo nga cakuti BMS yafilwa, nangula ukushintilila pali yene tekuti kube inshila iisuma iyakupangilamo.
Ukupanga Amalaiti Ayakosa
SEI nalimo eciumfwikishiwa sana lelo icacindama sana icakubomfya amabatiri ya lithium ion. Mu nshita sha kubalilapo ishinono isha kulipila, ifiputulwa fya malaiti filabomba pamo na anode, ukupanga umuputule wa kufimbilikisha. Ici ciputulwa cacindama: cifwile ukutwala ama ion (ukusuminisha ama ion ya lithium ukupita) lelo ukucingililwa ku ma ion (ukucingilila ukubola kwa ma ion). Ukupanga kwa SEI ni cisanso -amakumi ya micele ya lithium, ifimenwa ifya mweo, na ifimenwa fyonse ifyasankanishiwa pamo mu ciputulwa ica 10-100 nm ubutali.
Ukupanga bwino ukwa SEI e kupusana pa kati ka cipindami icashinguluka imiku 500 na cimo icashinguluka imiku 3,000. Ubwafya bwa kuti SEI tayashintilila. Ici ciputuka ilyo ubukulu bwa anode bwalyaluka, ukusokolola umuputule upya uubomfya amafuta ayengi na lithium ku kulungika ifyaonaika. Ici eco amaka yapwa pa kucilikila nangula ilyo uli uwafuuka ne cell.
Ukutendeka kwa mipangilwe ni ntampulo iyacindama iya kupanga. Ama cell yapita mu ciputulwa cimo nelyo ukucilapo ica kucefyako ukulipila-ukufumya pa kuteka ukwakonkwa pa kupanga SEI iya kubalilapo. Amafunde ya kupanga yalikwata umwine, lelo imitantikile ya kulipilisha iya kubalilapo -yaba C/20 ukufika kuli C/10, kabili incitilo kuti yatwala amaawala 24-48. Abapanga ifintu balawamya imipaka ya maka, ukutenta, inshita sha kupuusha, na imisango ya kucilikila pa kupanga SEI iyashintilila nga nshi. Ukusanga ici icabipa kulakuonaula ubumi.
Ukukota kwa kalenda-ukuloba kwa maka nangula ilyo umubili waikala fye palya-cintu cikalamba ica SEI na co. SEI yatwalilila ukukula panono panono pa nshita iyaisulwa, ukubomfya lithium iyabomfiwa. Ukusunga pa cifulo cakulisha ica kulipila no kukaba ukwakulisha kulalenga ici ukuyanguka. Iciputulwa icasungwa pa 100% SOC na 60 digri kuti caonaula 20% amaka mu mwaka umo, lintu iciputulwa cimo cine pa 50% SOC na 25 digri kuti caonaula 3%.
Amafunde yakushaja no kusunga amabatiri
Ama cell ya lithium ion yalaumfwa ukucilapo, ukucilapo-ukufumya, no kucilikila pa mushinku uushalinga. Ici eco amabatiri yonse ayakwata amaselo ayengi yalekabila BMS (inshila ya kusunga amabatiri).
Inshila iyalinga iya kulipililamo ni lyonse iya nomba / iya lyonse iya maka (CC-CV). Mu nshita ya CC, mulesuntinkanya amaka mu cipindami pa cipimo icashintililwapo-icili conse 0.5C ukufika kuli 1C ku fipindami ifingi, nangula ifipindami fimo ifya maka kuti fyabomba 3C nangu ukucilapo. Amaka ya malaiti yalekulilako ilyo umubili uleshaja. Nga ca kuti amaka yafika pa cipimo ca pa muulu (4.2V ku fya kupangapanga ifingi, 3.65V ku LFP, 4.3V nelyo 4.35V ku misango imo iya maka ya NMC), mulepilibula ku musango wa CV. Amaka ya nomba yalecepa ilyo umubili ulepalamina ku maka yonse, ilingi line yaputuka ilyo amaka ya nomba yacepa pe samba lya C/20 nangu C/50.
Ukushaja bwangu bwangu kwalyafya nga nshi. Imitantikile ya kucilikila iyakulisha ilafulunganya ukubika umulilo pa anode, uuli uwabipisha-umulilo wa cimuti ulabomba nga nshi kabili kuti walenga ukucepa kwa mukati nelyo ukupanga kwa dendrite ukwaingila mu ciputulwa ca kupaatukanya. Pakuti mubike bwangu -ukushaja bwino, mufwile ukwishiba ifyo amaka ya mulilo, amaka ya nomba, no kukaba fibomba pamo ne mibele ya kutendekelako iya kufimbapo.
Ubwafya bwa kuti te kuti upime ukupakasa kwa lithiamu ukwabula ukupita mu mbali mu cifungo icashingulwikwa. Mufwile ukucifumya ku fishibilo fimbi. Inshila imo iya kukonkelelapo amaka ya anode ukulingana na ifishinka fya cimuti ca lithium. Nga cakuti amaka ya anode yaya pe samba lya 0V ukucila Li / Li +, ukupakasa kulecitika. Ubwafya bwa kuti, ama cell ayengi aya makwebo tayakwata ifibombelo fyakubomfya.
Ukutenta ukukulilako mu nshita ya kushaja bwangu na ko kwalicindama. Iciputulwa ca nshita ica 2C kuti camona ukutenta kwa mukati ukukulilako amadigri 15-20 pa muulu wa cifulo nangula ukutonta kwabako. Pa nshita ya kufiita, ici mu cine cine cilafwilisha-iciputulwa ca kufiita (tutile -10 digri ) cili na maka ayacepa nga nshi, lelo nga kuti mwacifutumwina ukupitila mu kucisha pa fipimo fyalinga (0.5C), ukubomba kulawama. Ama EV yamo mu cine cine yacita ifi mu kufwaya: mu nshita ya cipupu, yakabomfya inshita iinono iya kucincimusha iya nomba line ku kupya battery ilyo umubomfi wa motoka talafwaya amaka yakalamba aya kucincimusha.
Ukulinganisha kwa maselo kulakabilwa pantu amaselo ayakonkana tayatwalilila ukulingana bwino bwino. Ukushipikisha kwakupanga, ukupusana ukunono mu misango ya kufumyapo, na imisango ya kukaba mu cipe conse filenga ukutamfiwa kwa maka. Nga mwabika umutande wa mulongo ukwabula ukulinganisha, ama cell yamo yafika pa cipimo ca pa muulu ica maka pa ntanshi ya yambi. Ama cell ayakosa tayakwata amaka, ama cell ayacepa tayakwata amaka ayengi, kabili ukubomba kulaonaika.
Ukulinganisha ukwabula amaka kubomfya ifishinte ku kufumyapo amaka ukufuma ku maselo ayakulisha-amaka. Cayanguka kabili ica mutengo lelo cionaula amaka nga ukutenta. Ukulinganisha ukwabomba kulabomfya ifipilibula ifya DC-DC nelyo ifipimo fya kutwala amaka ukufuma ku maselo ya pa muulu ukuya ku maselo ya pa nshi. Ukucilapo ukubomba bwino, ukucilapo ukukosa, ukucilapo ukulipila. Pa 400V EV pack, ukulingana ukwabula ukubomba kuti kwaonaula 50-100W ukutwalililako, icintu icacepa nga twacilinganya ku maka ya kutwala lelo ukulundako mu nshita.
Ukutontonkanya pa Kutungulula Umulilo
Ukupanga ubupiina mu cipimo ca lithium ion kufuma ku fifulo fitatu: ubupiina ubushibweluluka (ukufuuta kwa Joule ukufuma ku kukaana kwa mukati), ubufuuke ububweluluka (ukupilibuka kwa entropy ukwa kwasuka kwa fyakupangapanga), no bufuuke ukufuma ku fyakucita ifya ku lubali. Pa mitengo iyacepa ukufika ku yalinga iya C-, ukukaba ukwabweluluka kulacilapo. Pa misango iikalamba iya C-, ukutenta ukwabula ukubweluluka kulakwata.
Ishiwi lya kubwelulukilamo ilya kukaba lyalicindama pantu lyalyalula icishibilo ukulingana ne SOC. Pa fyakupangapanga ifingi ifya lithium ion, ukulipila kulapanga ubupiina pa SOC iyinono lelo kulasenda ubupiina pa SOC iikulu. Ukufumyapo kulacita icapusanako. Iciputulwa ca kucilapo cili mupepi na 50-60% SOC ilingi line. Ici eco kuti mwamona ukutenta kwa maselo mu cine cine ukucepa mu nshita ya kulekelesha iya kushaja nga ca kuti amaka ya nomba yalicepa ukufikapo.
Ukukaana kwa mukati kulapusana ukulingana no kukaba, SOC, no kukota. Pa madigili 25, umuputule upya uwa 18650 kuti wakwata amaka ya DC aya mamilioni 40. Pa -20 digiri , iyo kuti yabutuka ukufika ku mamilioni 200-300. Ici eco umusango wa EV uwa mu nshita ya cipupu ulecepa nga nshi. Takuli fye ukuti kemikali ilacepa pa kucefyako ukutenta, lelo ukukulilako kwa kukansana kwa mukati kulapilibula ukuti amaka ayengi aya battery yaonaika nga ukutenta mu kati ka cell.
Iciputulwa ca kucingililwa ica kukaba cishintilila pa fya kemikali. Pa maselo ya NMC, ukubola kwa ku nse kwatendeka mupepi na madigiri 180-220. Nga ca kuti mwatendeka, ukutenta kuti kwakulilako pa madigiri 10-50 muli sekondi imo, ukufika ku madigiri 800 nelyo ukucilapo. LFP yalicingililwa nga nshi; ukutendeka kwa kubutuka kwa mupepo ni 270 digri + kabili ukutenta kwakulisha ukwafikapo kuli ukwacepako.
Ukusansalikwa pa kati ka maselo mu cipe e busanso bwa cine cine. Nga ca kuti cell imo yaya mu cifulo ca kufimbilikisha ica kupya, ilapya aba mupepi na yo. Nga ca kuti amaselo ya mupepi nayo yabutuka cishintilila pa maka ya kutonsha, ukutalukana kwa maselo, no kucingililwa. Ukufwailisha kwa UL 9540A ukwa kusabankanya kulapashanya ici ukupitila mu kupatikisha umubili umo ukubutuka no kuceeceeta nga cakuti umubili uwapalamine ulekonka. Ukupanga bwino ukwa pack kuli no kufilwa ukufika ku cipimo cimo nelyo ukucila pa ciputulwa icinono.
Inshila sha kutonshamo shalipusana. Ukutonta kwa mupashi kwayanguka-ukufuuta umupashi pa maselo nangu pa pack. Ibomba bwino ku mibombele iya maka ayacepa nga PHEVs nangu inshila sha kusungilamo amaka. Ukufuuta kwa menshi kulafwaikwa ku EVs ishibomba bwino. Imipangile iingi ilabomfya amenshi 50:50 ayasankanishiwa pa malita 10-25 pa mineti imo ukupitila mu fipe fya kufiita nelyo inshila sha kufimbilikisha. Ukutenta kwa kwingila kulakonkwa ukufika kuli 20-35 digri . Ukutenta kwa mu fipe fya battery kulingile ukushala pe samba lya madigiri 5 ukufika kuli min pa kuti ukucefyako ukukota kwa bwangu ukwa maselo ayapya sana.
Imipangile imo iyakwesha ilabomfya ukutonsha kwakufuuta, ukufuuta kwakubika mu menshi ayabula amaka, nangu ukupilibula ifipe ifyakubomfya. Ukufuuta kwa fipe fya kufimbilikisha kuti kwafumya ukukaba ukwafulilako lelo kufwaya inshila iyakosa iya AC. Ukufuuta kwa mu menshi kuli ne mibele isuma iya kutwala umulilo (500-2,000 W / m2K ukucila 50-150 W / m2K ku kufuuta kwa menshi ukwabula ukulungatika) lelo ukufunga no kulinganya kwa menshi ni mafya. Ama PCM yabomba ukwabula ukubomba lelo yalekabila ukukaana ukukaba ukwasungwa mu kupelako, eico balaafwako sana ukutonta kwa pa kashita akanono ilyo baleshaja bwangu nangu ukubutukisha.
Ukuonaula kwa Mibombele ne Misango ya Kufilwa
Ukucepa kwa maka no kukula kwa impedance e nshila shibili ishikulu isha konaula. Ifi filetwa ne fintu ifingi ifyapusanapusana ifya ku mubili ne fya kemikali ificitika pa nshita imo ine.
Pa lubali lwa anode, ukukula kwa SEI kulabomfya lithium iya kupilibula na amafuta, ukulundako ukukaana. Ukufuuta kwa graphite kuti kwacitika nga cakuti umubili wa lithium walibikwa pa muulu wa graphite ukucila ukubikwamo, kabili ilyo mu kupelako wabikwamo, ulaonaula umusango wa graphite. Ilingi line ici tacabweluluka. Ukubola kwa binder pa kukaba ukwakulisha kuleta ukuloba kwa kulanshanya kwa maka pakati ka fipimfya.
Ukuonaula kwa cathode kwabikako ukusunguluka kwa fyakupangapanga (icalicindama ifyakupangapanga ifyakwata NMC), ukwaluka kwa mipangilwe ukufuma ku kubwelelamo kwa lithium / ukufumyamo, no kukuula cipya cipya ukwa pamulu mu fyakupangapanga ifyakulisha ifya nickel. Ifyuma ifyasuntinkanishiwa ifyakupilibula filakuukila ku anode uko filenga ukukula kwa SEI, kanshi ukuonaula kwa cathode ukwabula ukulungatika kulafulunganya ukuonaula kwa anode.
Ukubola kwa ma electrolyte no kupanga umulilo ni mafya yakalamba pa ma voltage ayakulisha na pa kukaba ukwakulisha. Imipashi iyaishibikwa sana muli CO2, CO, na ama hydrocarbon ayapusanapusana ukufuma ku kubola kwa kabonati. Mu maselo ya cipe, mukamona icipe cilefuuta mu kumoneka. Mu maselo ayapalana nangula ayapalana ayakwata ifipe ifikosa, ukukakatika kulakulilako mpaka umuputule wa bucingo wisula (ilingi line pa 10-15 bar).
Ukuloba kwa fipe fya lithium ni nshila iikalamba iya kupwishishamo. Ilyonse ilyo SEI yakula nelyo amapulanga ya litiamu ayashabweluluka pa anode, litiamu imo ilafumishiwa mu cishima ca litiamu iya kusendamapo. Mu kupelako mwapwisha kabili amaka yacepa.
Ukukanafikapo kwa mu kupumikisha kuti kwacitika ukufuma ku fipimo fya mukati. Iciputulwa cikalamba ica fipimo citendeka ifinono-akaputulwa akanono aka cimuti kalapunka ica kupaatulako, nangu iciputulwa ca litiamu cikula ukupitila. Icipi cipanga icifulo icakosa, icilenga ukuonaika kwa mu ncende ukwayanguka, icilenga icipi ukubipilako, kabili mupokelela umusango usuma uwa kwasukapo. Inshita shimo umubili umwine-ulaposha nga cakuti umupiipi wasunguluka umwine wisula. Inshita shimbi cilaya pa ntanshi ukufika ku kubutuka kwa mubili.
Amashindano ya kwingila kwa musumali (ukupatikisha umusumali wa cimuti ukupitila mu cipindami icakwata amaka) ni kwesha kwa kubomfya kwabipa ukwalinga. Ama cell ya LFP ilingi line tayaya mu kucingililwa ukufuma ku kwingila kwa misumali. Ama cell ya NMC ilingi line yalacita, nangula imipangile iyakwata ifiputulwa ifisuma na maka ayacepa kuti inshita shimo yapita.
Icikope 5 cilangisha ukusunga kwa maka ukucila impendwa ya mipepele ya kemikali iingi mu mibele ya mipepele iyalinga (1C ukulipila / ukufumya, 25 digri , 100% DOD).
Umusango wa Mulimo no Kupima Umusango wa Bumi
Teti mupime ukwabula ukupita mu mbali ubukulu bwa maka ayaba mu cipe ca lithiamu ion. Mulingile ukucipima ukufuma ku fipimo fimbi: amaka ya mulilo, amaka ya mulilo, no kukaba.
Inshila iyayanguka iyakupiminako SOC ni maka -iyashintilila. Cila kemikali ili ne mibele iyaisuka-amaka ya muputule ukulingana na SOC. Ukupima amaka ya mulilo pa numa ya kuti umubili wapuusha pa nshita iinono (ukuleka amaka ya mulilo aya pa kashita kanono ukucepa ukufuma ku kubola kwa mukati ukwa kukansana), loleshe pa OCV curve, kabili mwalishiba SOC. Ubwafya bwa kuti, taukwata inshita iya kuti umubili upuule mu kubomfya kwa cine cine.
Ukupenda kwa Coulomb e nshila iyalinga. Mubikako nomba line mu nshita ku kukonkelela ukulipila ukwingila no kufuma. Nga mwatendeka pa SOC iyaishibikwa, kuti mwapenda SOC ipya inshita iili yonse. Ukulungatika kushintikile pa cipimo cenu ica nomba (±0.5% ecalinga) no kwishiba amaka ya cine cine. Ifilubo filalongana mu nshita, kanshi mufwile ukubwekeshapo ukubwekeshapo ukupitila mu kucita ukushaja konse nangu ukufumyapo.
Icilangililo-ishintilila pa nshila shibomfya icilangililo ca muputule icalingana nangula icilangililo ca maka ya maselo. Mupima amaka ya mulilo na nomba, ukufibomfya ukupitila mu cilangililo cenu, no kufumyapo imibele ya mukati ukubikapo na SOC. Ifipimo fya Kalman ifyakulishiwa nangu abalolesha pa fyalo ifipaleneko baliishibikwa. Iyi inshila kuti yaba iyalungama nga nshi (±2% SOC ububifi) lelo ilafwaya imisango isuma ne fibombelo fyakubomfya ifyacindama.
Ukupima kwa SOH kwalyafya pantu uleesha ukupima ukuonaika, ukuli ukwacepa kabili ukwa panono panono. Ukucepa kwa maka no kukula kwa impedance tafyalinga ukulingana na cimo na cimbi nangu no kupenda kwa mishilwa. Iciputulwa icayanguka-icakulishiwa sana kuti cakwata ubucingo ubukulu lelo ubucingo bwalinga fye bulapwa. Iciputulwa icasungilwe pa SOC / ukutenta ukwakulisha kuti cakwata amaka ayakulu aya kupwa lelo ukukula kwa impedance ukwacepa.
Imibombele ya fyakupangapanga ni iya kulondolola SOH ukulingana na maka: umubili pa 80% uwa maka ya iko aya kubalilapo uli pa 80% SOH, kabili ici ilingi line cimonwa nge mpela -iya -ubumi bwa EV. Iciputulwa cicili cilebomba, lelo ubutali bwacepa 20%. Pa kubomfya kwa kusunga amaka, ama cell kuti yabomfiwa ukufika kuli 60-70% SOH.
Ama BMS yamo yacita ukuceeceeta kwa maka ukwa nshita ne nshita-ukufumya amabatiri yonse pa mutengo uunono no kupima amaka yafuma. Ici ca cine lelo ca kukansana (batiri tayasangwa mu nshita ya kwesha) kabili cilatwala ama-awala ayengi. Inshila shimbi shileesha ukupima amaka ukwabula ukulungatika ukufuma ku ma curve ya maka, ukupima kwa maka, nangu ukubomba bwino ukwa coulombic.
Ukukansana kwa mukati kuti kwapimwa ukupitila mu kubomfya umulilo wa nomba no kupima ukwasuka kwa maka, nangu ukupitila mu kubika akamanyililo akanono aka AC pa misango yalekanalekana (ukukansana kwa maka ya maka). EIS ilapeela amashiwi ayengi lelo ilafwaya ifibombelo ifyalinga ifishisangwa sana mu BMS sha makwebo.
Icabubili-Ifyakubomfya mu Bumi no Kubomfya Cipyacipya
Ilyo battery ya EV yafika pa mpela ya mweo (ilingi line 70% iya maka ya iko aya kubalilapo), ilabomba bwino bwino ku kubomfya ifinono. Ukubomfya kwa battery iya mweo wa bubili kulekwata ukukoselesha ku kusungila amaka ayaimikwa.
Ifya ndalama fya bucenjeshi. Mufwile ukuceeceeta icipe icapuupa, ukucipanga cipya cipya (ukucibika mu cifulo ca BMS, inshila ya kufimbilikisha, nelyo ifiputulwa fyaonaika), ukucishininkisha ku kubomfya ukupya, no kupeela ubushininkisho. Ifi fyonse filafwaya indalama. Pakuti ubumi bwa bubili-bube ubwaumfwika, icipe icalungishiwa cifwile ukulipila ukucepako ukucila icipe icipya icapangwa ku kubomfya ukwaimikwa. Imitengo ilaonaika nangu ca kuti ukuwamya kwapita ukucepako pali 40-50% iya mitengo ya pack ipya, ukulingana no kupitulukamo kwa kwa uyo mwasumina.
Ukupima ama cell ayapuupa te-icacindama. Iciputulwa kuti cakwata amakumi ya maselo ayakonkana-ayapalana. Te kuti mubeshe bwangu umo umo. Kuti mwaesha umusango nga ciputulwa, lelo umuputule umo uwabipa kuti waifisa umwine. Imisango imo iya konaula yalikosa ukusanga ukwabula ukufwailisha ukwaonaula. Kabili kuli icipusho ca mulandu: nga cakuti batiri wa bubili-uwa mweo wakwata umulilo, nani ali no mulandu?
Ukubwekeshapo e mpela ya -iya -inshila ya mweo. Ukubwekeshapo kwa nomba ukwakulisha-kubomfya ifyakupangapanga ifya mulilo (ukusungulula) nangu ifyakupangapanga ifya menshi (ukufuuta ifyakupangapanga). Ukupanga ifyuma fyayanguka lelo tafyasalapo sana-mupokelela ifyuma ifyasankanishiwa ifilekabila ukuwamya nafimbi. Ubufundi bwa menshi kuti bwabwesha ifyuma fimo fimo pa busaka ubukulu lelo bulafwaya inshila ishingi kabili bulapanga ifyaonaika ifya kemikali.
Ubunonshi bwa kubweshamo ifintu bwashintilila nga nshi pa mitengo ya fya mukuba. Cobalt alicindama (mupepi na $30{2}}40/kg mu lyashi lya kale, nangula imitengo ilepilibuka nga nshi), kanshi ukubweseshamo cobalt-amakemiko ayakankaala kuti kwabomba bwino mu fya makwebo. Nickel yalilinga ukubomfiwa cipya cipya pa cipimo. Manganesi, icuma, na aluminiamu fya mutengo uwacepa, eico ukubweseshamo ifintu ku numa kulaumfwika bwino ukufisunga ukufuma ku fifulo fya kufipoosa. Lithium ilasekesha-te yacindama nga nshi pa kilogalamu imo, lelo ukukaana kwa kupeela kulenga ukubweluluka ukukoselesha.
Ukubomfya cipya cipya -ukufumyapo batiri no kubomfya cipya cipya ifipe fya cathode nangu ifya anode ukwabula ukufionaula ukufika ku mucele wa cimuti-ni cifulo ca kufwailishishamo icakosa. Nga kuti mwabwesha umuunga wa cathode mu musango uubomfiwa, kuti mwasunga amaka no mutengo wa kupanga cathode. Amafya yasanshamo ukupalanisha ifipe ifibomba ukufuma ku filonganino fya nomba line na ifibikwa pamo, no kubombela pa cine ca kuti ifipe ifibomfiwa cipya cipya fyasangwamo ukusankanya kwa maselo ukufuma ku bapanga ifyapusanapusana, imyaka, na kemikali.
